CN108584711B - 吊车安全距离监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于作业安全技术领域，提供了一种吊车安全距离监测系统及方法，包括电场检测单元、距离检测单元、摆动驱动单元、输入单元、报警单元、第一无线信号收发单元、第二无线信号收发单元、第一处理器和第二处理器，电场检测单元、摆动驱动单元、第一无线信号收发单元和第一处理器均安装在吊车的吊臂上，距离检测单元安装在摆动驱动单元上，报警单元、输入单元、第二无线信号收发单元和第二处理器均安装在吊车的驾驶室内；电场检测单元、距离检测单元、摆动驱动单元和第一无线信号收发单元均连接第一处理器，报警单元、输入单元和第二无线信号收发单元均连接第二处理器。此系统能够有效的杜绝由于对安全距离观测不准造成事故的现象。

Description

吊车安全距离监测系统及方法

技术领域

本发明属于作业安全技术领域，尤其涉及一种吊车安全距离监测系统及方法。

背景技术

电力施工现场常常需要吊车进行配合工作，吊车施工作业时，吊车的吊臂和周围的带电设备或输电线路之间的距离需要大于安全距离。当吊车的吊臂和周围的带电设备或输电线路之间的距离小于安全距离时，极有可能会发生触电事故，造成用电设备损坏，甚至对施工人员的人身安全造成危害。

目前，在吊车进行施工作业时，会指定一个观察人员目测观察吊车的吊臂和周围带电设备或输电线路之间的距离，指挥吊车上的驾驶员进行操控。此种方法人为主观观测，观测精准度低，仍会出现吊车的吊臂和周围带电设备或输电线路之间距离小于安全距离的现象，容易出现事故。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种吊车安全距离监测系统及方法，以解决现有技术中人为观测吊车的吊臂和周围带电设备或输电线路之间距离精准度低造成安全事故的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种吊车安全距离监测系统，包括电场检测单元、距离检测单元、摆动驱动单元、输入单元、报警单元、第一无线信号收发单元、第二无线信号收发单元、第一处理器和第二处理器，所述电场检测单元、所述摆动驱动单元、所述第一无线信号收发单元和所述第一处理器均安装在吊车的吊臂上，所述距离检测单元安装在所述摆动驱动单元上，所述报警单元、所述输入单元、所述第二无线信号收发单元和所述第二处理器均安装在吊车的驾驶室内；

所述电场检测单元、所述距离检测单元、所述摆动驱动单元和所述第一无线信号收发单元均连接所述第一处理器，所述报警单元、所述输入单元和所述第二无线信号收发单元均连接所述第二处理器，通过所述输入单元将预设电场值和预设距离值输入到所述第二处理器中；

所述电场检测单元采集吊车吊臂所在位置的实际电场值，并将所述实际电场值传送至所述第一处理器，所述第一处理器通过所述第一无线信号收发单元发送所述实际电场值；

所述第二处理器通过所述第二无线信号收发单元接收所述实际电场值，并将所述预设电场值和所述实际电场值进行比较，当所述实际电场值大于或等于所述预设电场值时，所述第二处理器通过所述第二无线信号收发单元发送第一指令；

所述第一处理器通过所述第一无线信号收发单元接收所述第一指令，并根据所述第一指令控制所述摆动驱动单元动作，带动所述距离检测单元摆动形成一个扫描区间，所述距离检测单元采集所述扫描区间内带电物体和吊车吊臂的实际距离值，并将所述实际距离值传送至所述第一处理器，所述第一处理器通过所述第一无线信号收发单元发送所述实际距离值；

所述第二处理器通过所述第二无线信号收发单元接收所述实际距离值，并将所述实际距离值和所述预设距离值进行比较，当所述实际距离值小于或等于所述预设距离值时，控制所述报警单元进行报警。

进一步地，吊车安全距离监测系统还包括显示单元，所述显示单元安装在吊车的驾驶室内，所述显示单元连接所述第二处理器。

进一步地，吊车安全距离监测系统还包括遥控单元，所述遥控单元发送第二指令，所述第一处理器通过所述第一无线信号收发单元接收所述第二指令，并根据所述第二指令控制所述摆动驱动单元动作。

进一步地，所述遥控单元包括控制面板、第三处理器和无线信号收发器，所述控制面板和所述无线信号收发器均连接所述第三处理器，通过所述控制面板输入所述第二指令至所述第三处理器，所述第三处理器通过所述无线信号收发器发送所述第二指令。

进一步地，所述摆动驱动单元包括底座、滑块、第一侧板、第二侧板、丝杆、转轴、第一电机和第二电机；

所述底座设有长形凹槽，所述凹槽的两端均设有一个通孔，所述丝杆穿过所述凹槽两端的通孔，所述第一电机固定在所述底座上，所述第一电机的轴连接所述丝杆的一端，所述滑块设有螺纹通孔，所述丝杆穿过所述滑块上的螺纹通孔，所述第一侧板和所述第二侧板分别固定在所述滑块的两端，所述第一侧板和所述第二侧板上分别设有一个通孔，所述转轴分别穿过所述第一侧板和第二侧板上的通孔，所述第二电机固定在所述第一侧板或第二侧板上，所述第二电机的轴连接所述转轴的一端，所述距离检测单元固定在所述转轴上；

所述第一电机和所述第二电机均连接所述第一处理器。

进一步地，所述距离检测单元为激光测距传感器。

一种基于上述的吊车安全距离监测系统的吊车安全距离监测方法，包括：

所述电场检测单元采集吊车吊臂所在位置的实际电场值，并将所述实际电场值传送至所述第一处理器，所述第一处理器通过所述第一无线信号收发单元发送所述实际电场值；

所述第二处理器通过所述第二无线信号收发单元接收所述实际电场值，并将所述预设电场值和所述实际电场值进行比较，当所述实际电场值大于或等于所述预设电场值时，所述第二处理器通过所述第二无线信号收发单元发送第一指令；

所述第一处理器通过所述第一无线信号收发单元接收所述第一指令，并根据所述第一指令控制所述摆动驱动单元动作，带动所述距离检测单元摆动形成一个扫描区间，所述距离检测单元采集所述扫描区间内带电物体和吊车吊臂的实际距离值，并将所述实际距离值传送至所述第一处理器，所述第一处理器通过所述第一无线信号收发单元发送所述实际距离值；

所述第二处理器通过所述第二无线信号收发单元接收所述实际距离值，并将所述实际距离值和所述预设距离值进行比较，当所述实际距离值小于或等于所述预设距离值时，控制所述报警单元进行报警。

进一步地，当所述实际电场值小于所述预设电场值时，所述第二处理器通过所述第二无线信号收发单元发送第三指令，所述第一处理器通过所述第一无线信号收发单元接收所述第三指令，并根据所述第三指令控制所述距离检测单元和所述摆动驱动单元均不工作。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过设计吊车安全距离监测系统及方法，吊车施工作业前，根据现场带电设备或输电线路的参数进行预设电场值和预设距离值的设计，然后通过输入单元将预设电场值和预设距离值输入到第二处理器中。吊车施工作业时，吊车吊臂上的电场检测单元对吊车吊臂所在位置的电场强度进行采集，并将采集的实际电场值传送至第一处理器中，第一处理器通过第一无线信号收发单元发送实际电场值，第二处理器通过第二无线信号收发单元接收实际电场值，并将实际电场值和预设电场值进行比较，当实际电场值大于或等于预设电场值时，第二处理器通过第二无线信号收发单元发送第一指令，第一处理器通过第一无线信号收发单元接收第一指令，并根据第一指令控制摆动驱动单元动作，带动距离检测单元摆动形成一个扫描区间，距离检测单元采集扫描区间内带电物体和吊车吊臂的实际距离值，并将实际距离值传送至第一处理器，第一处理器通过第一无线信号收发单元发送实际距离值，第二处理器通过第二无线信号收发单元接收实际距离值，并将实际距离值和预设距离值进行比较，当实际距离值小于或等于预设距离值时，控制报警单元进行报警。通过此种方式实现吊车的吊臂和周围带电设备或输电线路距离的自动检测，并判断是否为安全距离，如果不是安全距离，报警单元报警通知驾驶员，此种方法检测精度高，能够有效的杜绝由于对安全距离观测不准造成事故的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的吊车安全距离监测系统的原理框图；

图2是本发明实施例提供的摆动驱动单元的主视图；

图3是图2的右视图；

图4是本发明实施例提供的吊车安全距离监测方法的逻辑流程图。

图中：1、底座；2、滑块；3、第一电机；4、丝杆；5、第一侧板；6、第二侧板；7、第二电机；8、转轴；9、距离检测单元。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

如图1所示，吊车安全距离监测系统包括电场检测单元、距离检测单元9、摆动驱动单元、输入单元、报警单元、第一无线信号收发单元、第二无线信号收发单元、第一处理器和第二处理器，电场检测单元、摆动驱动单元、第一无线信号收发单元和第一处理器均安装在吊车的吊臂上，距离检测单元9安装在摆动驱动单元上，报警单元、输入单元、第二无线信号收发单元和第二处理器均安装在吊车的驾驶室内；电场检测单元、距离检测单元9、摆动驱动单元和第一无线信号收发单元均连接第一处理器，报警单元、输入单元和第二无线信号收发单元均连接第二处理器，通过输入单元将预设电场值和预设距离值输入到第二处理器中；电场检测单元采集吊车吊臂所在位置的实际电场值，并将实际电场值传送至第一处理器，第一处理器通过第一无线信号收发单元发送实际电场值；第二处理器通过第二无线信号收发单元接收实际电场值，并将预设电场值和实际电场值进行比较，当实际电场值大于或等于预设电场值时，第二处理器通过第二无线信号收发单元发送第一指令；第一处理器通过第一无线信号收发单元接收第一指令，并根据第一指令控制摆动驱动单元动作，带动距离检测单元9摆动形成一个扫描区间，距离检测单元9采集扫描区间内带电物体和吊车吊臂的实际距离值，并将实际距离值传送至第一处理器，第一处理器通过第一无线信号收发单元发送实际距离值；第二处理器通过第二无线信号收发单元接收实际距离值，并将实际距离值和预设距离值进行比较，当实际距离值小于或等于预设距离值时，控制报警单元进行报警。

吊车施工作业前，根据现场带电设备或输电线路的参数进行预设电场值和预设距离值的设计，然后通过输入单元将预设电场值和预设距离值输入到第二处理器中。吊车施工作业时，吊车吊臂上的电场检测单元对吊车吊臂所在位置的电场强度进行采集，并将采集的实际电场值传送至第一处理器中，第一处理器通过第一无线信号收发单元发送实际电场值，第二处理器通过第二无线信号收发单元接收实际电场值，并将实际电场值和预设电场值进行比较，当实际电场值大于或等于预设电场值时，第二处理器通过第二无线信号收发单元发送第一指令，第一处理器通过第一无线信号收发单元接收第一指令，并根据第一指令控制摆动驱动单元动作，带动距离检测单元9摆动形成一个扫描区间，距离检测单元9采集扫描区间内带电物体和吊车吊臂的实际距离值，并将实际距离值传送至第一处理器，第一处理器通过第一无线信号收发单元发送实际距离值，第二处理器通过第二无线信号收发单元接收实际距离值，并将实际距离值和预设距离值进行比较，当实际距离值小于或等于预设距离值时，控制报警单元进行报警。通过此种方式实现吊车的吊臂和周围带电设备或输电线路距离的自动检测，并判断是否为安全距离，如果不是安全距离，报警单元报警通知驾驶员，此种方法检测精度高，能够有效的杜绝由于对安全距离观测不准造成事故的现象。

本发明的一个实施例中，车安全距离监测系统还包括显示单元，显示单元安装在吊车的驾驶室内，显示单元连接第二处理器。

显示单元能够显示预设电场值和预设距离值，便于作业人员进行参数的设定，同时驾驶员能够直观了解参数的设定；同时显示单元也显示实际距离值和实际电场值，便于驾驶员能够了解吊车的吊臂所处的电场环境和与带电设备或输电线路的距离。

进一步地，显示单元可以选用液晶显示屏或LED屏。

本发明的一个实施例中，车安全距离监测系统还包括遥控单元，遥控单元发送第二指令，第一处理器通过第一无线信号收发单元接收第二指令，并根据第二指令控制摆动驱动单元动作。

驾驶员或其他工作人员可手持遥控单元，通过遥控单元发送第二指令，最终能够对摆动驱动单元进行控制，以调整距离检测单元9的探测角度，此种情况应用于距离检测单元9探测角度不当，通过手动控制对距离检测单元9探测角度进行调整，使距离检测单元9的测试更加准确。

进一步地，遥控单元包括控制面板、第三处理器和无线信号收发器，控制面板和无线信号收发器均连接第三处理器，通过控制面板输入第二指令至第三处理器，第三处理器通过无线信号收发器发送第二指令。

本发明的一个实施例中，距离检测单元9为激光测距传感器。

如图2和图3所示，摆动驱动单元包括底座1、滑块2、第一侧板5、第二侧板6、丝杆4、转轴8、第一电机3和第二电机7；底座1设有长形凹槽，凹槽的两端均设有一个通孔，丝杆4穿过凹槽两端的通孔，第一电机3固定在底座1上，第一电机3的轴连接丝杆4的一端，滑块2设有螺纹通孔，丝杆4穿过滑块2上的螺纹通孔，第一侧板5和第二侧板6分别固定在滑块2的两端，第一侧板5和第二侧板6上分别设有一个通孔，转轴8分别穿过第一侧板5和第二侧板6上的通孔，第二电机7固定在第一侧板5或第二侧板6上，第二电机7的轴连接转轴8的一端，距离检测单元9固定在转轴8上；第一电机3和第二电机7均连接第一处理器。

在摆动驱动单元动作时，第一电机3进行循环性的正转和反转，带动丝杆4循环性的正转和反转，使滑块2在凹槽中做往复运动；同时第二电机7也进行循环性的正转和反转，带动转轴8以一定角度转动。通过此种方式实现距离检测单元9扫描范围为截面为扇形的柱体，距离检测单元9可以对扫描范围内的所有物体进行测距。

如图4所示，吊车安全距离监测方法，包括：

步骤S401，电场检测单元采集吊车吊臂所在位置的实际电场值，并将实际电场值传送至第一处理器，第一处理器通过第一无线信号收发单元发送实际电场值。

步骤S402，第二处理器通过第二无线信号收发单元接收实际电场值，并将预设电场值和实际电场值进行比较。

步骤S403，当实际电场值大于或等于预设电场值时，第二处理器通过第二无线信号收发单元发送第一指令。

步骤S404，第一处理器通过第一无线信号收发单元接收第一指令，并根据第一指令控制摆动驱动单元动作，带动距离检测单元9摆动形成一个扫描区间。

步骤S405，距离检测单元9采集扫描区间内带电物体和吊车吊臂的实际距离值，并将实际距离值传送至第一处理器，第一处理器通过第一无线信号收发单元发送实际距离值。

步骤S406，第二处理器通过第二无线信号收发单元接收实际距离值，并将实际距离值和预设距离值进行比较。

步骤S407，当实际距离值小于或等于预设距离值时，控制报警单元进行报警。

进一步地，在使用前需要进行设置预设电场值和预设距离值，施工人员根据施工环境中带电设备或输电线路的电压以及相关的规定进行预设电场值和预设距离值的设定，并通过输入单元将预设电场值和预设距离值参数值输入到第二处理器中。

进一步地，当实际电场值小于预设电场值时，第二处理器通过第二无线信号收发单元发送第三指令，第一处理器通过第一无线信号收发单元接收第三指令，并根据第三指令控制距离检测单元9和摆动驱动单元均不工作，此种方式能够降低系统整体的耗能情况。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种吊车安全距离监测系统，其特征在于，包括电场检测单元、距离检测单元、摆动驱动单元、输入单元、报警单元、第一无线信号收发单元、第二无线信号收发单元、第一处理器和第二处理器，所述电场检测单元、所述摆动驱动单元、所述第一无线信号收发单元和所述第一处理器均安装在吊车的吊臂上，所述距离检测单元安装在所述摆动驱动单元上，所述报警单元、所述输入单元、所述第二无线信号收发单元和所述第二处理器均安装在吊车的驾驶室内；

所述电场检测单元、所述距离检测单元和所述摆动驱动单元均连接所述第一处理器，所述第一处理器连接所述第一无线信号收发单元，所述第二无线信号收发单元和所述输入单元均连接所述第二处理器，所述第二处理器连接所述报警单元，所述输入单元将预设电场值和预设距离值输入到所述第二处理器中；

所述电场检测单元采集吊车吊臂所在位置的实际电场值，并将所述实际电场值传送至所述第一处理器，所述第一处理器通过所述第一无线信号收发单元发送所述实际电场值；

所述第二处理器通过所述第二无线信号收发单元接收所述实际电场值，并将所述预设电场值和所述实际电场值进行比较，当所述实际电场值大于或等于所述预设电场值时，所述第二处理器通过所述第二无线信号收发单元发送第一指令；

所述第一处理器通过所述第一无线信号收发单元接收所述第一指令，并根据所述第一指令控制所述摆动驱动单元动作，带动所述距离检测单元摆动形成一个扫描区间，所述距离检测单元采集所述扫描区间内带电物体和吊车吊臂的实际距离值，并将所述实际距离值传送至所述第一处理器，所述第一处理器通过所述第一无线信号收发单元发送所述实际距离值；

所述第二处理器通过所述第二无线信号收发单元接收所述实际距离值，并将所述实际距离值和所述预设距离值进行比较，当所述实际距离值小于或等于所述预设距离值时，控制所述报警单元进行报警；

所述吊车安全距离监测系统还包括遥控单元，所述遥控单元发送第二指令，所述第一处理器通过所述第一无线信号收发单元接收所述第二指令，并根据所述第二指令控制所述摆动驱动单元动作。

2.根据权利要求1所述的吊车安全距离监测系统，其特征在于，还包括显示单元，所述显示单元安装在吊车的驾驶室内，所述第二处理器连接所述显示单元。

3.根据权利要求1所述的吊车安全距离监测系统，其特征在于，所述遥控单元包括控制面板、第三处理器和无线信号收发器，所述控制面板和所述无线信号收发器均连接所述第三处理器，所述控制面板用于输入所述第二指令，所述第三处理器通过所述无线信号收发器发送所述第二指令。

4.根据权利要求1所述的吊车安全距离监测系统，其特征在于，所述摆动驱动单元包括底座、滑块、第一侧板、第二侧板、丝杆、转轴、第一电机和第二电机；

所述底座设有长形凹槽，所述凹槽的两端均设有一个通孔，所述丝杆穿过所述凹槽两端的通孔，所述第一电机固定在所述底座上，所述第一电机的轴连接所述丝杆的一端，所述滑块设有螺纹通孔，所述丝杆穿过所述滑块上的螺纹通孔，所述第一侧板和所述第二侧板分别固定在所述滑块的两端，所述第一侧板和所述第二侧板上分别设有一个通孔，所述转轴分别穿过所述第一侧板和第二侧板上的通孔，所述第二电机固定在所述第一侧板或第二侧板上，所述第二电机的轴连接所述转轴的一端，所述距离检测单元固定在所述转轴上；

所述第一电机和所述第二电机均连接所述第一处理器。

5.根据权利要求1所述的吊车安全距离监测系统，其特征在于，所述距离检测单元为激光测距传感器。

6.一种基于权利要求1至5中任意一项所述的吊车安全距离监测系统的吊车安全距离监测方法，其特征在于，包括：

所述电场检测单元采集吊车吊臂所在位置的实际电场值，并将所述实际电场值传送至所述第一处理器，所述第一处理器通过所述第一无线信号收发单元发送所述实际电场值；

所述第二处理器通过所述第二无线信号收发单元接收所述实际电场值，并将所述预设电场值和所述实际电场值进行比较，当所述实际电场值大于或等于所述预设电场值时，所述第二处理器通过所述第二无线信号收发单元发送第一指令；

所述第一处理器通过所述第一无线信号收发单元接收所述第一指令，并根据所述第一指令控制所述摆动驱动单元动作，带动所述距离检测单元摆动形成一个扫描区间，所述距离检测单元采集所述扫描区间内带电物体和吊车吊臂的实际距离值，并将所述实际距离值传送至所述第一处理器，所述第一处理器通过所述第一无线信号收发单元发送所述实际距离值；

所述第二处理器通过所述第二无线信号收发单元接收所述实际距离值，并将所述实际距离值和所述预设距离值进行比较，当所述实际距离值小于或等于所述预设距离值时，控制所述报警单元进行报警。

7.根据权利要求6所述的吊车安全距离监测方法，其特征在于，当所述实际电场值小于所述预设电场值时，所述第二处理器通过所述第二无线信号收发单元发送第三指令，所述第一处理器通过所述第一无线信号收发单元接收所述第三指令，并根据所述第三指令控制所述距离检测单元和所述摆动驱动单元均不工作。

8.根据权利要求6所述的吊车安全距离监测方法，其特征在于，还包括：

所述第二处理器发送显示指令到所述显示单元，所述显示单元根据所述显示指令显示相应内容。

9.根据权利要求6所述的吊车安全距离监测方法，其特征在于，还包括：

所述遥控单元发送第二指令，所述第一处理器通过所述第一无线信号收发单元接收所述第二指令，并根据所述第二指令控制所述摆动驱动单元动作。

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